KR200317371Y1

KR200317371Y1 - 가정용 급수를 위한 상수도 처리장치

Info

Publication number: KR200317371Y1
Application number: KR20-2003-0009423U
Authority: KR
Inventors: 김경규
Original assignee: 주식회사 엔텍코리아
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2003-06-25

Abstract

본 고안은 농어촌이나 도서지역과 같은 중소규모 주거지역의 가정에 급수를 위한 상수도 처리장치에 관한 것으로 특히 시설비용과 운영자금의 지출을 최소화함과 동시에 운영이 용이하고 또한 항상 양질의 식수를 공급할 수 있게 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 원수를 급수하여 응집 침전하고 여과한 다음 정수지에서 살균소독후 배수지를 통하여 각 가정으로 급수하는 통상의 상수도 처리장치를 구성함에 있어서, 상기 시설장치에 구성되는 응집기를 무동력으로 구성하되 탱크본체(102)내에 난류형 혼화부(110)와 상하우류응집부(120)로 구분구성되게 하여 처리되는 원수의 충분한 혼합과 응집이 이루어지게 하고, 응집된 혼화수는 일측에 구성된 무동력 슬러지 순환형 고속침전기(200)로 유입되면서 본체(210)내에 구성된 순환안내구(220)와 상승유도관(230) 및 혼화수공급관(240)에의해 혼화수가 순환이동하면서 하층부에 응집된 플럭으로 구성된 슬리지층(245)이 구성되게 하고, 상기 혼화수가 슬러층(245)을 통하여 여과되고 여과된 상등수는 다시 급속여과기로 공급되게 하여서된 것이다.

Description

가정용 급수를 위한 상수도 처리장치{Waterworks disposal device for supplying water for domestic use}

본 고안은 소규모의 상수도 설비에 장치되는 응집기와 침전기의 구성을 무동력으로 운영될 수 있게 구성하므로서 시설비나 운영비용을 절감할 수 있도록 할 뿐 아니라 고장이 거의 없고, 또한 항상 양질의 물을 공급할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 농어촌이나 도서지역 같은 곳에서는 자체 상수도 시설을 하여 활용하고 있다.

이때 사용되고 있는 상수도 시설은 주로 완속여과장치로 구성되는 시설과 급속여과장치로 구성되는 상수도 시설이 주로 사용되고 있다.

즉 완속여과장치로 구성되는 상수도 시설의 원수처리공정을 개략적으로 설명하면 원수-착수정-침사지-완속여과지-정수지(염소(cl₂)소독)-배수지-가정급수의 순으로 이루어지게 된다.

상기한 상수도 시설의 경우에는 유입되는 원수의 탁도나 각종 오염농도의 증가시 적절히 대처할 수가 없는 문제가 있을 뿐 아니라 설비를 위한 넓은 면적의 설치 공간과 많은 비용의 시설비가 소요되는 문제가 있다.

또한 급속여과장치로 구성되는 상수도 시설의 원수처리공정은 원수(약품투입)-착수정-혼화지-응집지-급속침전기-급속여과기-정수지(염소(cl₂)소독)-배수지-가정급수의 순으로 이루어지게 되며 상기한 구성의 상수도 시설은 별도의 동력식 혼화기나 동력식 응집기의 부대설비가 별도로 필요하게 된다.

따라서 시설비와 운영비에 많은 경비의 지출이 요구되고 또한 기계장치의 잦은 고장으로 수질의 항상성 유지가 어려운등의 단점이 있는 것이었다.

본 고안은 이러한 종래의 제반 단점을 시정하고자 원수의 탁도 및 오염물질의 농도 변화시에도 능동적으로 대처 할 수 있게 함과 동시에 응집기와 침전기의 운용을 무동력으로 작동케하여 시설비 및 운영비용을 절감케하며 특히 수질의 항상성을 유지하여 언제나 맑은 물을 공급할 수 있게 구성한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 상수도 시설을 이용한 원수처리공정을 원수-혼화응집기-고속침전기-급속여과기-정수지(염소(cl₂)소독)-배수지-가정급수의 순으로 이루어지게 하되 특히 응집기와 침전기의 동작이 무동력으로 이루어질 수 있게 구성함과 동시에 효과적인 응집과 침전이 이루어질 수 있게 한 것이다.

상기에서 무동력 혼화응집기는 약품이 투입된 원수가 난류형 혼화부에 투입되면 자유낙하하면서 원수와 약품의 충분한 혼합이 이루어지게 되고 동시에 상하우류 응집부에 이동되어 격판에 의해 혼화수가 상하로 지그재그 이동하면서 응집되게 구성되어 있다.

또한 무동력 슬러지순환형 고속침전기는 응집된 혼화수가 침전기내부로 유입되면서 벤추리장치를 이용한 슬러지순화형 플럭(Floc)형성장치를 통하여 플럭의 형성을 극대화시키므로서 하부에 슬러지층이 형성되게 하고, 상기 슬러지층은 혼화수가 통과하면서 생성된 플럭과 같은 이물질이 슬러지층에 걸려 여과되면서 새로운 슬러지층을 형성하게 되고, 슬러지층을 통과한 상등수는 침전기 윗쪽으로 상등하면서 급속여과기로 이송되게 한다. 급속여과기에 이송된 상등수는 다시 한번 더 여과되게 한 다음 통상의 정수지와 배수지를 통하여 가정으로 급수되게 한 것이다.

도 1 : 본 고안장치의 개략공정도.

도 2 : 본 고안장치의 개략구성도.

도 3 : 본 고안장치에 사용되는 혼화응집기의 단면구성도.

도 4 : 본 고안장치에 사용되는 슬러지 순환형 고속침전기의 구성도.

도 5 : 도 4의 사용상태 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(100)--혼화응집기 (102)--탱크본체

(104)--원수유입관 (106)--혼화수유출관

(109)--연결관 (110)--난류형 혼화부

(111)--수직상승통로 (112)--혼화부본체

(113)--경사면 (114)--계단식돌출부

(120)--상하우류응집부 (121)--상격판

(122)--하격판 (123)--하부통로

(124)--상부통로 (125)--안내통로

(200)--슬러지 순환형 고속침전기 (210)--본체

(211)--수직관체부 (212)--깔대기형 관체부

(213)--유출부 (214)--유도관

(215)--상등수배출관 (220)--순환안내구

(221)--경사안내판 (222)--차단판

(230)--상승유도관 (240)--혼화수공급판

(241)--협소관 (243)--유입통로

(244)--배수통로 (245)-슬러지층

본 고안에서 제공하고자 하는 수단은 응집기와 침전기를 무동력으로 동작되게 하면서 응집 및 침전의 효율을 향상시키는 구조이다.

다시 설명하면 유입된 원수를 무동력으로 처리될 수 있게 하되, 효과적인 응집이 이루어질 수 있게 하는 혼화응집기와 슬러지를 이용하여 자연여과되게 하는 순환형 고속침전기의 구조에 관한 것이고, 이후 공정인 급속여과기나 정수지 및 배수지의 구조는 종래와 큰 차이가 없는 구조이므로 본 고안에서는 혼화응집기와 슬러지 순환형 고속침전기의 구조에 대하여 상세히 설명하며 그 구성은 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 고안에서 제공하고자 하는 장치가 적용되는 상수도 시설의 개략 공정도로서 원수가 혼화응집기(100)와, 슬러지 순환형고속침전기(200)와, 급속여과기(300)와, 정수지(400)와, 배수지(500)를 통하여 각 가정으로 급수되는구조로 상수도 시설이 구성된다.

도 3은 본 고안의 기술요지중 일부인 혼화응집기(100)의 단면구성도로서 탱크본체(102)내에 난류형 혼화부(110)와 상하우류응집부(120)로 구분 구성되어 있다.

상기 탱크본체(102) 일측 하단에는 원수유입관(104)이 구성되어 있고, 원수유입관(104)은 탱크본체(102)내에 구성된 난류형 혼화부(110)와 연결된다.

난류형 혼화부(110)는 탱크본체(102) 일측 바닥상에 경사면(113)이 형성된 혼화부본체(112)가 돌출구성되어 있고. 상기 경사면(113)에는 계단식돌출부(114)가 구성되어 있으며, 탱크본체(102)의 측벽과 혼화부본체(112)사이에는 수직상승통로(111)가 형성되어 원수유입관(104)과 연결되게 한다.

난류형혼화부(110) 일측에 구성되는 상하우류응집부(120)는 상격판(121)과 하격판(122)을 등간격으로 지그재그 구성되게 하므로서 상격판(121) 아랫쪽에는 하부통로(123)가 구성되고, 하격판(122) 윗쪽에는 상부통로(124)가 구성되며, 상하격판(121)(122) 사이에는 안내통로(125)가 구성되고, 마지막 안내통로(125)에 구성된 탱크본체(102) 상단에는 혼화수유출관(106)이 구성되어 있다.

혼화응집기(100)와 연결구성된 슬러지 순환형 고속침전기(200)의 구성은 다음과 같다.

즉 도 4 및 도 5에서와 같이 수직관체부(211)와 깔대기형관체부(212)로 구성된 원통형의 본체(210)를 구성하되, 본체(210) 내면중앙에 혼화수 순환을 위한 순환안내구(220)를 설치한다.

상기 순환안내구(220)는 경사안내판(221)에 의해 하단부가 넓으면서 개방되어 있고, 상단부는 차단판(222)에 의해 막히면서 점차 좁게 구성되어 있으며 중앙에는 상하단부가 개방된 상승유도관(230)이 구성되어 있다.

상기 상승유도관(230) 하단 입구부에는 혼화수공급관(240)의 선단부가 끼워져 위치되게 하되, 혼화수공급관(240)의 하단 입구부에 끼워져 위치되게 하며 상기 혼화수공급관(240)의 선단부는 혼화수공급관(240)의 직경보다 좁은 협소관(241)으로 구성되어 있고 또한 혼화수공급관(240)은 연결관(109)을 통하여 혼화응집기(100)의 혼화수유출관(106)과 연결되게 한다.

혼화수공급관(240)의 외경은 상승유도관(230)의 내경보다 좁게 구성되어 있어 상승유도관(230)의 내경과 혼화수공급관(240) 사이에 유입통로(242)가 형성되게 한다.

또한 순환수 안내구(220) 내면에 구성된 상승유도관(230)과 경사안내판(221) 사이에는 혼화수가 순환이동가능케 순환통로(243)가 구성되어 있고, 경사안내판(221)의 하단부와 본체(210) 사이에는 배수통로(244)가 구성되어 있다.

이때 배수통로(244)에는 플럭(Floc)이 침적된 슬러지층(245)이 형성된다.

본체(210) 상단에는 톱니형 요철부로 구성된 유출부(213)가 구성되어 있으며 상기 본체(210) 상단 테두리에는 유도관(214)이 구성되어 있고, 유도관(214) 일측에는 상등수배출관(215)이 구성되어 있다.

상등수배출관(215)은 통상의 급속여과기(300)와 연결되고, 급속여과기(300)에서 여과된 여과수는 정수지(400)에 유입된 다음 염소(cl₂)로 살균소독한 다음배수지(500)로 이송저장되었다가 각 가정으로 급수되게 하여서된 것이다.

미설명 부호 (600)은 슬러지 배출관이다.

이와같이 구성된 본 고안의 상수도처리장치는 유입되는 원수에 약품을 투입한 다음 혼화응집기(100)와 슬러지 순환형 고속침전기(200)를 거친다음 급속여과기(300)로 이송되고 다시 정수지(400)에서 염소처리된 다음 배수지(500)를 통하여 각 가정으로 급수되며, 본 고안에서 제공하고자 하는 상수도 처리장치는 농어촌이나 도서지역같이 상수도 처리용량이 많지 않은 일일 만톤이하의 중소규모 처리장에 적합하게 사용할 수 있게 된다.

본 고안의 상수도 처리과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉 약품이 투입된 원수(원수의 상태에 따라 약품투입이 생략될 수도 있음)가 원수유입관(104)을 통하여 무동력 혼화응집기(100)의 탱크본체(102)내로 유입되면 난류형 혼화부(110)를 구성하는 혼화부본체(112)와 탱크본체(102) 사이에 형성된 수직상승통로(111)를 통하여 혼화부본체(112)상으로 공급된다.

혼화부본체(112)상으로 공급된 원수는 경사면(113)과 계단식 돌출부(114)를 따라 흘러내리면서 원수에 유입된 약품이 충분히 혼합됨과 동시에 외부공기와의 접촉을 최대로 하여 원수내에 충분한 산소가 함유되게 한다.

혼화부본체(112) 상면에 구성된 경사면(113)과 계단식 돌출부(114)를 따라 흘러내린 원수, 즉 혼화수는 상하우류응집부(120)로 흘러들어가게 된다.

상하우류응집부(120)로 흘러들어온 혼화수는 상하격판(121)(122) 사이에 구성된 안내통로(125)와 하부통로(123) 및 상부통로(124)를 지그재그로 반복하여 통과하면서 이동하게 된다.

상기에서와 같이 혼화수가 상하우류응집부(120)에 구성된 상하격판(121)(122)을 지그재그로 통과하면서 원수에 함유된 불순물들이 서로 응집되어 작은 덩어리를 형성하게 된다. 이때 혼화수의 성상에따라 응집이 필요한 적절한 유속을 유지하는 것이 바람직하다.

상기에서와 같이 무동력혼화응집기(100)에 구성된 난류형혼화부(110)에서 원수가 충분히 혼합되어 혼화수가 되고, 상기 혼화수는 상하우류응집부(120)에 구성된 상하격판(121)(122)을 지그재그로 통과하면서 불순물이 응집되고, 불순물이 응집된 혼화수는 혼화수유출관(106)을 통하여 연결관(109)으로 이동하고, 연결관(109)을 통하여 무동력 슬러지 순환형 고속침전기(200)로 이동하게 된다.

즉 도 3에서와 같이 본체(210) 측부에 구성된 혼화수공급관(240)이 연결관(109)과 연결되어 있으므로 연결관(109)을 통하여 흘러내린 혼화수는 혼화수공급관(240)으로 이동하게 되고, 동시에 선단부에 구성된 협소관(241)을 통하여 상승유도관(230) 내부로 공급된다. 이때 혼화수가 공급되는 혼화응집기(100)의 위치가 슬러지 순환형 고속침전기(200)보다 높은 곳에 위치하게 되므로 혼화수공급관(240)을 통한 혼화수의 공급은 무리없이 이루어지게 된다.

혼화수공급관(240)을 통하여 상승유도관(230)내에 토출된 혼화수는 상승유도관(240)을 따라 서서히 상승하게 되고 상승된 혼화수는 순환안내구(220)의 경사안내판(221)과 상승유도관(230) 사이에 구성된 순환통로(243)로 이동하게 되고, 이때 혼화수에 유입된 불순물은 서로 응집되면서 플럭(Floc)을 형성하게 된다.

상기에서와 같이 순환통로(243)를 통하여 혼화수가 아래로 낙하이동하게 되고, 동시에 일부는 순환안내구(220)의 경사안내판(221)과 본체(210) 사이에 형성된 배수통로(244)를 통하여 본체(210) 윗쪽으로 상승하게 되고, 일부는 상승유도관(230)의 하단부를 통하여 다시 상승하면서 혼화수에 함유된 불순물을 서로 응집하는 플럭을 극대화시키게 된다.

이때 배수통로(244)에는 플럭들이 응집된 슬러지층(245)이 형성되고, 상기 슬러지층(245)이 여과필터 역활을 하게 되므로 배수통로(244)를 통과하는 상등수에 함유된 플럭이나 불순물은 슬러지층(245)에서 자연여과되고 슬러지층(245)을 통과하는 상등수는 깨끗한 물만 상등하게 된다.

이때 비중이 대체로 무거운 이물질은 탱크(210) 아래바닥으로 침전되었다가 주기적으로 외부로 배출된다.

상기한 슬러지 순환형 고속침전기(200)의 원리는 벤투리장치의 원리를 이용한 것으로서 혼화수에 혼입된 이물질과 불순물을 침적시키거나 플럭화를 극대화하게 된다.

상기에서와 같이 슬러지층(245)을 지나 상등한 깨끗한 물은 본체(210) 상단부에 구성된 톱니형 유출부(213)를 통하여 유도관(214)으로 흘러내리고 유도관(214)에 집수된 물은 일측에 구성된 상등수배출관(215)를 통하여 급속여과기(300)로 공급된다.

위에서 설명한 바와 같이 본 고안의 상수도 처리장치에 사용되는 혼화응집기(100)나 슬러지 순환형 고속침전기(200)는 무동력으로 원수에 투입되는약품을 충분히 혼합함과 동시에 원수에 함유된 불순물의 플럭화를 극대화하되, 상기 플럭들이 서로 집결하여 슬러지층(245)이 형성되면서 여과필터 역활을 하게 하므로서 상등수의 수질을 종래 단순 침강원리에 의하여 이루어지던 것과 달리 양질의 상등수를 얻을 수 있게 되므로, 후속 장치의 여과부하를 줄여 수명을 연장시킬 수도 있다.

상기 슬러지 순환형 고속침전기(200)의 상등수배출관(215)을 통하여 흘러내리는 상등수는 통상의 급속여과기(300)에서한번 더 여과과정을 거치면서 여과정수되고, 정수된 물은 정수지(400)에 집수되면서 염소살균처리되고, 살균처리된 물은 배수지(500)를 통하여 각 가정으로 맑은 물이 급수된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은 유입되는 원수가 무동력으로 작동하는 혼화응집기와 슬러지 순환형 고속침전기를 통하여 맑은 상등수를 얻고, 상기 상등수를 고속여과기로 공급되게 하므로서 응집기 및 고속침전기 작동을 위한 별도의 동력이 필요없게 되고, 시설장치와 운영 및 유지에 많은 경비가 소모되지 않을 뿐 아니라 시설이 간단하여 고장이 거의 없고 또한 양질의 상등수를 얻을 수 있게 되므로 맑은 물을 가정으로 급수할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims

원수를 응집기에서 불순물을 응집하고 침전기에서 침전한 다음 급속여과기와 정수지 및 배수지를 경유하여 각 가정으로 급수되는 상수도 처리장치를 구성함에 있어서, 상기 응집기 및 침전기를 무동력 혼화응집기(100)와 무동력 슬러지 순환형 고속침전기(200)로 구성되게 하되, 상기 혼화응집기(100)는 탱크본체(102)내에 난류형 혼화부(110)와 상하우류응집부(120)로 구성되게 하고, 탱크본체(102) 일측에 구성되는 난류형 혼화부(112)는 경사면(113)과 계단식 돌출부(114)로 구성된 혼화부본체(112)로 구성되게 하여 일측에 수직상승통로(111)가 형성되게하고, 상기 수직상승통로(111) 아랫쪽에는 원수유입관(104)이 구성되게 하고, 상하우류응집부(200)는 등간격으로 다수개의 상격판(121)과 하격판(122)으로 구성되게 하므로서 안내통로(125)와 하부통로(123) 및 상부통로(124)가 형성되게 하고, 안내통로(125)의 마지막부에는 혼화수유출관(106)이 구성되게 하고, 혼화응집기(100) 일측에 구성되는 슬러지 순환형 고속침전기(200)는 연결관(109)으로 연결구성하되, 본체(210) 내면중앙에 차단판(222)과 경사안내판(221)으로 구성된 순환안내구(220)를 설치하고, 상기 순환안내구(220) 내면중앙에 상하가 개방된 상승유도관(230)을 구성하고, 상승유도관(230) 하단 입구부에 연결관(109)과 연결된 혼화수도유도관(240)의 선단부가 위치되게 하고, 본체(210) 상단부 및 테두리에 톱니형 유출부(210)와 유도관(214)이 구성되게 하고, 상기 유도관(214) 일측에는 급수여과기(300)와 연결되는 상등수배출관(215)이 구성되게 하여서 됨을 특징으로하는 가정용 급수를 위한 상수도 처리장치.
제1항에 있어서, 슬러지 순환형 고속침전기(200)에 구성된 혼화수공급관(240)의 선단부는 내경이 좁은 협소관(241)으로 구성되게 하고, 상승유도관(230)과 혼화수공급관(240) 사이에는 유입통로(242)가 구성되게 하고, 상승유도관(230) 상단부와 순환안내구(220) 사이에는 순환통로(243)가 구성되게 하고, 순환안내구(220)의 경사안내판(221)과 본체(210) 사이에는 배수통로(244)가 형성되게 하고, 상기 배수통로(244)에는 플럭으로 구성된 슬러지층(245)이 형성되게 하여 통과하는 상등수가 여과정수되게 하여서 됨을 특징으로 하는 가정용 급수를 위한 상수도 처리장치.